2021年中國數字孿生產業(yè)現狀分析一、數字孿生產業(yè)概述數字孿生在數據整合、分析的基礎上,在數字空間實施構建物理對象的數字化模型，實現由實到虛物理信息傳遞到虛擬世界后,通過模擬、驗證、預測和控制物理實體全生命周期行為，進行最優(yōu)化決策以提高效率,最終實現虛擬實體對物理實體的反饋賦能。1、發(fā)展歷程回顧數字孿生的發(fā)展歷程，21世紀之前CAD/CAE系列軟件和系統(tǒng)工程等預先技術的誕生為數字孿生奠定了技術基礎。概念早期起源于航空及空軍領域，近年來隨著概念發(fā)展，開始逐步進入城市管理、工業(yè)、交通等領域。同時，數字孿生的相關學術研究也呈現快速增長的態(tài)勢。2、數字孿生城市技術結構圖目前中國數字孿生城市市場的技術提供方包括基礎設施解決方案提供商、平臺級解決方案提供商以及集成商三類角色。平臺層市場作為數字孿生城市市場核心，包括仿真推演、可視化、交互控制、城市信息模型等市場板塊，整體市場規(guī)模仍較小，但增速較高。3、產業(yè)優(yōu)勢以汽車研發(fā)環(huán)節(jié)為例，在造型階段，數字孿生解決數據滯后和難以回溯的問題；在虛擬仿真階段解決傳統(tǒng)分布式仿真的系統(tǒng)性和協同性驗證問題；在樣機試驗階段解決物理實驗的故障風險和經濟性問題。總體而言，數字孿生在相同試驗標準下可節(jié)省約20%左右的時間和40%-45%的研發(fā)成本，其多維度、多領域的虛擬驗證方式令其成為研發(fā)數字化關鍵的技術之一。二、數字孿生政策背景近年來多部委亦陸續(xù)出臺政策文件，指導加快數字孿生技術在城市建設中的應用?！疤剿鹘ㄔO數字孿生城市”首次納入《國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》，為數字孿生城市建設提供了國家戰(zhàn)略指引。三、市場規(guī)模1、市場規(guī)模就全球數字孿生市場規(guī)模變動情況而言，數據顯示2020年全球數字孿生市場規(guī)模為52.2億美元，之后幾年會迎來高速增長，預計2025年市場規(guī)模將達到264.6億美元。隨著數字孿生市場規(guī)模的擴大，數字孿生技術也會更成熟，應用范圍擴大，最終有望實現元宇宙的世界孿生。2、相關學術研究數字孿生城市文獻發(fā)表數量呈現快速增長態(tài)勢。近五年來，“數字孿生”研究較為火熱，論文數量呈現爆發(fā)式增長態(tài)勢。數字孿生城市發(fā)展相對較晚，2017年全球僅有8篇相關論文，但近年來發(fā)文量顯著增長，到2021年10月，累計數量達到445篇，從國別來看，美國、中國、韓國是數字孿生城市領域發(fā)表論文最多的三個國家。四、數字孿生競爭格局目前全球數字孿生行業(yè)巨頭公司有西門子、PTC、達索、GE、百度、谷歌、騰訊等，國內數字孿生主要以概念企業(yè)為主，以能科股份、東方國信、天夏智慧、延華智能、賽摩電氣為代表的國內公司紛紛布局，國內公司尚處于起步階段，預計隨著落地項目持續(xù)增長，國內數字孿生產業(yè)有望誕生龍頭企業(yè)。五、數字孿生需求現狀1、應用情況數字孿生城市通過對物理世界的人、物、事件等所有要素數字化，在網絡空間再造一個與之對應的“虛擬世界”，形成物理維度上的實體世界和信息維度上的數字世界同生共存、虛實交融的格局。通過建設城市數字孿生體，以定量和定性結合的形式，在數字世界推演天氣環(huán)境、人口土地、產業(yè)交通等要素的交互運行，繪制“城市畫像”，支撐決策者在物理世界實現城市規(guī)劃的綜合效益最優(yōu)化布局，目前在公共服務/管理、社區(qū)發(fā)展和智能建筑等領域應用較廣。2、智慧城市和CIM項目在技術進步、城市實際需求、政策鼓勵的三重催化下，數字孿生城市近年開始在相關試點城市快速發(fā)展。根據中國信通院統(tǒng)計，CIM相關標的數從2018年的2項快速增長至2021年10月的149項，招投標的項目總費用超過30億元，呈現出快速發(fā)展的態(tài)勢。智慧城市成為數字孿生技術的重點應用方向。中國智慧城市市場規(guī)模居于世界前列，發(fā)展前景廣闊。在全球范圍內，2020年中國智慧城市市場規(guī)模占全球比重為22.7%，僅次于美國與西歐地區(qū)。2014至2020年，我國智慧城市市場規(guī)模由0.74億元增長至14.9億元，年均復合增長率約為65%，預計2022年市場規(guī)模將到達25億元左右。六、數字孿生技術推動產業(yè)落地數字孿生城市強調數據驅動，真實、即時的城市信息是保障數字孿生城市模型運行的基礎。數字孿生城市技術架構復雜，由數字化標識、自動感知、網絡連接、協同計算、新型測繪、3D建模等多種信息技術體系綜合支撐，每一種技術的發(fā)展與變革都會影響數字孿生城市建設過程。全域感知體系、邊緣計算、5G、人工